气缸体是柴油机最重要的一个基础部件，其结构特殊、加工部位多、工艺性差，而且精度要求高、加工工艺比较复杂，其加工水平代表了加工工艺的最高水平。在气缸体的加工中，夹具用于实现被加工零件的准确定位、有效夹紧、刀具导向、装卸工件时的限位，让工件的加工质量和加工精度得到了可靠保障。工艺特点分析

在气缸体的粗加工过程中，首先要照顾主轴承孔、凸轮轴孔、主油道、顶底面等主要孔面的加工余量。粗加工时需切除大加工余量，夹具定位要能够保证各加工面以及孔系之间的加工余量分布均匀，并且能够承受大切削力，减少废品的出现。

气缸体精加工时主要是保证主轴承孔、凸轮轴孔、惰轮孔、前后端销孔、缸孔、前后端面、顶面等精度高部位的设计要求。夹具要保证气缸体的定位精度，夹紧可靠性，确保重复精度高。

工艺定位基准的选择

定位基准的选择首先要满足工件加工精度的定位要求。工厂内气缸体精加工时一般使用底面的一面两销定位，气缸体的底面是安装油底壳面，一般为非设计基准面。要用气缸体底面及两销孔作为定位基准，必需严格控制定位误差以保证加工精度。底面平面度的好坏直接关系到后面大部分相关工序的定位精度。

现阶段，大部分在底面的定位主要采用4个固定支承点。用底面作为定位基准面时应限制在3个自由度，只应有3个定位点。而事实上此时的固定支承点远不止3个，一般为4个固定支承点。固定支承点是安装在夹具上直接与工件接触的定位元件，在加工过程中它们还要参与平衡切削力、重力、夹紧力等。虽然夹具固定支承点的定位副误差能调整到0.005mm以内，并可忽略不计，但是在大批量生产中，气缸体精加工后底面全平面度为0.10mm，局部平面度为0.04:100mm。在定位过程中，气缸体和夹具均非刚性体，夹具和工件均是弹性体。工件在夹紧力的作用下产生变形，加工完毕后松夹工件恢复到自由状态，造成静状精度和动状精度的不一致。底面定位采用4点支承会把底面平面度带入加工中去，致使加工精度不稳定。

现在工厂内采用一种新的定位方式来减少定位产生的误差。精加工时采用3个相同的小面积(16×16)固定支承点进行定位，再配以辅助支承点来减少因工件变形和重复定位所产生的误差(如图1所示)。这3个固定支承点构成一个定位面，限制了3个自由度，辅助支承点不参与底面定位，只起到浮动支承与夹紧作用。工件底面平面度误差对定位不产生影响，从而消除了底面误差对加工面造成的误差积累。

表1为 YC6113Q柴油机气缸体机械加工的工艺过程。其中，70和80工序为精加工工序，其底面的3个固定支承点位置和大小相同，辅助支承点的位置和大小也相同，各个夹紧点夹紧力一致。经过长期的跟踪检测，加工孔的位置、面的垂直变化波动很小，精度及稳定性都很高。由此可见，精加工前后工序的定位位置要保持一致。

夹紧方式的选择

工件完全定位只是保证工件在夹具中的位置确定，要保证在加工中工件不移动，还需合理及有效的夹紧。工件夹紧的主要方式是手工夹紧和自动夹紧，在自动线上常用液压自动夹紧的方式。在专用夹具中选择液压夹紧是因为液压夹具的夹紧压力稳定。按要求顺序夹紧并控制夹紧力大小，能节省夹紧和松卸工件时所花费的大量时间。液压夹具系统的另一个特点是其可实现非常高的定位精度。夹紧力在定位和夹紧过程中保持恒定不变，从而确保了同一道工序下加工质量的一致性，即提高了重复精度。

精加工时，3个固定支承点的液压夹紧点在其正上方，液压夹紧点和固定支承点之间有实体材料，以减少工件夹紧变形。而第4点（辅助支承点）的定位夹紧对工件定位至关重要，既要能起支承作用而且还不能干涉3个固定支承点，设计形式如图2所示。液压浮动支承件在液压缸的作用下与夹紧臂一起抱紧工件，辅助支承点根据支承点位置作浮动；夹紧支承件在液压力作用下抱紧液压浮动支承件。此辅助支承方式既不会破坏3个固定支承点的定位，还能起到浮动支承并夹紧的作用，让夹具获得很高的定位精度。　　

加工件的检测

工件的正确检测能真实反映加工精度和夹具的动态精度，现工厂大多采用三坐标测量机作为检测工具。通常在检测底平面时，随意选择多点作为底平面基准，往往与3个固定支承点所形成的平面不重合，易产生测量误差。现以气缸体底面的3个固定支承点上的支承面作为检测基准点取基准，可使加工基准与检测基准保持一致，一方面能消除检测基准误差，另一方面最大限度地消除了气缸体底面平面误差对所检测的面或孔的影响。

小结

气缸体生产线夹具系统是较为复杂的系统，在规划夹具系统时需要预见生产中可能出现的问题，并进行全面考虑，才能让生产线的工艺有效执行，让生产过程中的设备、刀具、夹具发挥最大效能，确保加工精度，保证加工质量，提高生产效率。